Файл: Разумовский М.А. Борьба с шумом на тракторах.pdf

Т а б л и ц а 15

Звукопоглощающие свойства человека и сиденья

Современные измерительные средства позволяют легко и с хорошей степенью точности определить время реверберации в кабине трактора, а затем по формуле

(123)оценить суммарное звукопоглощение.

18.Пути совершенствования акустических характеристик

тракторных кабин

Технические требования к основным параметрам и размерам рабочего места на самоходных сельскохозяйст­ венных машинах в Советском Союзе регламентированы ГОСТ 16527—70. Пути и методы обеспечения этого комп­ лекса требований в процессе проектирования и модерни­ зации кабин могут совпадать или накладывать взаимные ограничения, требующие отыскания компромиссных ре­ шений. С этим часто приходится сталкиваться при реше­ нии задач улучшения акустических характеристик кабин, обеспечения заданных параметров микроклимата и об­ зорности. Например, общей задачей при улучшении аку­ стических свойств кабины и микроклимата при исполь­ зовании кондиционеров является ее герметизация. Тесно переплетаются между собой методы улучшения звуко­ изолирующих и теплозащитных свойств ограждений ка­ бин (полика, передней стенки, крыши). В обоих случаях положительный эффект дают двойные ограждения с воз­ душной прослойкой и многослойные конструкции. Су­ щественно ограничивают использование звукопоглощаю­ щих конструкций в кабинах требования обеспечения до­ статочной обзорности и в связи с этим большой процент остекления кабин. Если учесть, что применение звукопо­ глощающих конструкций с высоким коэффициентом по-

глощения на полике кабины органичено их засоряемостью, то для этих целей остается возможным использо­ вать только поверхности крыши и оставшиеся незастек­ ленными поверхности боковых и задней стенок.

Как было показано в параграфе 16, при правильном выборе параметров виброизоляции кабины удается прак­ тически исключить влияние звуковых вибраций силовых агрегатов на шум в кабине, т. е. исключить вторичный воздушный шум. При этом параллельно решается задача защиты от звуковых вибраций водителя и всего оборудо­ вания, размещенного на кабине: контрольно-измери­ тельных приборов, приборов электрооборудования и т. д. Упругая подвеска кабин может быть эффективно исполь­ зована также для уменьшения вибраций органов управле­ ния трактором: рулевого колеса, рычагов и педалей. Опыт показывает, что в конструкциях с закреплением ор­ ганов управления на виброизолированной кабине и ее каркасе практически полностью решается задача их виб­ розащиты —’ уровни вибраций полика и органов управле­ ния в этих случаях обычно не выходят за пределы, огра­ ниченные ГОСТ 16527—70.

На акустическую эффективность виброизоляции ка­ бин существенное влияние могут оказывать различного рода «звуковые мостики», по которым вибрации от сило­ вых агрегатов распространяются на панели кабины, ми­ нуя основные опорные связи — виброизолирующие амор­ тизаторы. Поэтому в конструкциях органов управления жесткие связи должны быть по возможности исключены. Такие связи, как тяги от рычагов и педалей, трубопрово­ ды и т. п., должны иметь достаточное число степеней свободных перемещений и обладать малой жесткостью с тем, чтобы не ограничивать неизбежных относительных перемещений кабины на амортизаторах относительно ос­ това трактора в направлении координатных осей и вокруг них. В таких случаях они, как правило, не оказывают су­ щественного влияния на акустическую эффективность ви­ броизоляции кабин. Широкие возможности в этом отно­ шении открываются при замене механических приводов (тяг, рычагов) гидравлическими или пневматическими.

Учитывая специфику конструкции остова подавляю­ щего большинства сельскохозяйственных тракторов у нас в стране и за рубежом, нетрудно видеть, что виброизоля­ ция кабин является первоочередным средством уменьше-

194

ния шума на рабочем месте. Выполняя конструкцию ка­ бины в едином узле и устанавливая ее на виброизолиру­ ющих амортизаторах на тракторах с двигателями до 40 кВт, например на тракторе МТЗ-50, удается достиг­ нуть уменьшения шума ниже предельного спектра № 80. На тракторах с более мощными и скоростными двигате­ лями достигнуть предельных норм по шуму только за счет виброизоляции кабин обычно не удается. Высокие уровни воздушного шума, излучаемого силовыми агрега­ тами у таких тракторов, приводят к тому, что даже при абсолютной виброизоляции (см. рис. 88) шум на рабочем месте далеко не отвечает нормам и во многом зависит от звукоизолирующих свойств кабин.

На тракторах с хорошей виброизоляцией кабин даль­ нейшее уменьшение шума на рабочем месте может быть достигнуто за счет увеличения звукоизолирующих свойств ограждений. При этом в первую очередь внима­ ние должно быть уделено увеличению звукоизолирующих свойств наиболее «акустически нагруженных» элементов кабины. Как показывают экспериментальные исследова­ ния и расчеты, к таким элементам прежде всего относят­ ся полик кабины и передняя стенка. Звукоизолирующие свойства их в октавах 0,5; 1 и 2 кГц у большинства трак­ торных кабин являются сравнительно низкими из-за большого количества отверстий и щелей под рычаги, пе­ дали, рулевой привод и т. п. В таких случаях существен­ но увеличить звукоизолирующие свойства и снизить шум за счет применения демпфирующих покрытий, стального листа увеличенной толщины, двойных стенок без улуч­ шения герметизации обычно не удается. Попытки при­ крывать отверстия и щели чехлами или резиновыми ков­ риками также существенно не повышают звукоизоляцию.

Пример акустической эффективности от реконструк­ ции (герметизации) передней стенки кабины на опытном тракторе МТЗ-80 приведен на рис. 94.

Улучшение герметизации полика и передней стенки кабин может быть получено путем выполнения конструк­ ции органов управления с закреплением осей качания педалей и рычагов (шарниров) на полике кабины (рис. 95) и передней стенке. В этом случае одновременно ре­ шается задача виброизоляции органов управления вместе

рычагов. На опытных кабинах для тракторов «Беларусь» с такой конструкцией органов управления автором были получены хорошие результаты по уменьшению их вибра­ ций и шума на рабочем месте [51].

При решении задач улучшения микроклимата в каби­ нах за счет улучшения вентиляции (выполнение откры­ вающихся вентиляционных люков на крыше, открываю-

Рис. 94. Октавные спектры шума в кабине трактора МТЗ-80 при ра­ боте на тормозном стенде (кабина не имеет связей с остовом трак­ тора) :

/ —кожух щитка приборов с отверстиями для рычагов закреплен на баке гидро­ системы; 2—опытный кожух без отверстий закреплен на передней стенке кабины

щихся окон и т. п.) необходимо иметь в виду, что в этом случае звукоизолирующие свойства кабины значительно ухудшаются (см. рис. 13). При большой площади откры­ вающихся люков и окон кабина выполняет лишь функ­ ции экрана (выгородки) на пути распространения звуко­ вых волн к рабочему месту. Оптимальным с точки зрения акустических характеристик кабины в таких конст­ рукциях является расположение открывающихся люков и окон на менее «акустически нагруженных» участках ограждений — задней части крыши, задней стенке кабины и т. п.

Каждой конструкции кабины характерен спектр ре­ зонансных частот — акустической активности. Границы спектра наибольшей акустической активности кабины могут быть ориентировочно определены расчетным путем еще в стадии проектирования по формулам (116) и (117). При этом необходимо учитывать, что высокочас­

196

тотные (волновые) резонансы проявляются мало, а пос­ ле нанесения демпфирующих покрытий практически не проявляются вообще. Что касается низкочастотных резо­ нансов (мембранные колебания), то здесь часто может возникать необходимость отстройки частот собственных колебаний панелей и стекол окон из зоны наиболее ин­ тенсивных возмущений. В таких случаях желательным является смещение часто­ ты резонанса в сторону ее уменьшения, так как уже­ сточение панелей, напри­ мер, путем наваривания различных ребер жестко­ сти снижает их звукоизо­ лирующие свойства [33].

Для оконных стекол эта задача решается путем изменения упругих харак­ теристик заделки, приме­ нения стекол другой тол-

Рис. 95. Пример конструкции педали с осью, закрепленной на полике кабины:

/ —педаль; 2—полик кабины; 3—ось; 4—рычаг

щины (изменения массы) или изменения размеров окон. Нанесение демпфирующих покрытий на панели ка­ бин, например, мастики № 580 (см. табл. 13) часто дает заметный акустический эффект. То же можно сказать и о звукопоглощающих облицовках и конструкциях. Одна­ ко этот эффект максимально проявляется при высоких звукоизолирующих свойствах кабины и хорошей ее виб­ роизоляции. В связи с этим следует отметить, что в неко­ торых конструкциях тракторных кабин недостатки звуко- и виброизоляции пытаются компенсировать за счет звуковибропоглощающих облицовок и покрытий. Такой путь нельзя считать целесообразным, так как это приво­

дит обычно к удорожанию конструкции кабины.

197